Fachbeiträge & Interviews
Montag, 19. Februar 2018
Ausgabe 6027 | Nr. 50 | 17. Jahrgang
Autor: 
Herausgeber:  mb AEC-Software GmbH mb AEC-Software GmbH email-weiterempfehlendruckansicht

Blockfundamente - Becherbemessung bei glatten Schalungen - Teil 1/2

# 07.01.2002

In der Baupraxis ist eine Ausführung mit glatten Wandungsflächen zwischen Stütze und Becher bei Blockfundamenten häufig zu sehen und aufgrund der einfachen Ausführung sehr beliebt. Für die Bemessung fehlt jedoch ein allgemein gültiges Verfahren. Die Grundlagen der Lösung werden in diesem Aufsatz zusammengestellt und erläutert.
Die Zahlen in eckigen Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis - Teil 2 erscheint am 21.01 2002

Neben Köcherfundamenten mit aufgesetztem Köcher werden häufig auch solche mit eingelassenem Köcher ausgeführt. Diese bezeichnen wir im Folgenden als Becherfundamente. In der Literatur wird auch die Bezeichnung Blockfundamente verwendet. Becher mit glatten Innenseiten werden in der Baupraxis häufig verwendet. Vorteil: die Herstellung einer glatten Konstruktion für die Innenseiten und den Stützenfuß erfordert weniger Aufwand als die raue Ausführung. Dieser Aufsatz beschreibt und entwickelt ein Rechenverfahren zur Bemessung des Bechers solcher Fundamente.

Einführung

Zur Einbindung vorgefertigter Stützen in die Fundamente werden in der Baupraxis entweder Köcherfundamente oder Blockfundamente eingesetzt. Beim Blockfundament wird die Stütze direkt im Fundamentkörper (im Becher) verankert, während bei der zweiten Variante oberhalb der Fundamentplatte ein Köcher aufgesetzt wird.

In den Fachbüchern [1] und [3] sind Ansätze für die Bemessung von Köchern beschrieben. Diese Ansätze können sowohl bei rauer als auch bei glatter Schalung angewendet werden. Für die Becher von Blockfundamenten verwendet man meistens das Verfahren nach Steinle [4]. Dieses Verfahren ist jedoch nur für raue Konstruktionen geeignet. Bei einer solchen Konstruktion muss sowohl die Becherinnenseite als auch die Stütze im Einbindebereich profiliert werden.

In der Baupraxis ist eine Ausführung mit glatten Wandungsflächen zwischen Stütze und Becher bei Blockfundamenten häufig zu sehen. Bei Stahlstützen, die in einen Becher einbetoniert werden, handelt es sich immer um eine Lösung mit glatter Ausführung (siehe Abb. 226 in [5]). Diese glatte Konstruktion ist aufgrund der einfachen Ausführung bei nicht zu großen Beanspruchungen sehr beliebt. Für die Bemessung fehlt jedoch ein allgemein gültiges Verfahren. Zur Zeit muss man mit groben Vereinfachungen auskommen oder die Lösungsansätze für andere Konstruktionen übernehmen. Ab BauStatik Version 8.6 bietet das Programm S535 für das oben geschilderte Problem - Becherbemessung mit glatter Schalung - eine Lösung an. Die Grundlagen der Lösung werden in diesem Aufsatz zusammengestellt und erläutert.

Schnittgrößen des Bechers

Bild 1 und Gleichung (1) Bild 1 und Gleichung (1)

Die Lastabtragung zwischen Stütze und Fundament funktioniert beim eingelassenen Becher und beim aufgesetzten Köcher auf gleiche Weise. Deshalb können die in [1] für Köcherfundamente gemachten Annahmen ohne weiteres auch für die Becher von Blockfundamenten verwendet werden. Geht man davon aus, dass außer der direkten Übertragung der Normalkraft N in die Fundamentplatte das Biegemoment M und die horizontale Kraft H durch ein horizontales Kräftepaar Ho und Hu in den Becher aufgenommen werden (siehe Bild 1), erhält man die folgenden Beziehungen:

    Gleichung (1)


Im folgenden wird beschrieben, wie der Becher bewehrt werden muss, um das Kräftepaar Ho und Hu sicher in das Fundament abzuleiten.

Mittige Stütze

Bild 2 Bild 2

Bei mittig angeordneter Stütze (symmetrisch zu y-Achse, siehe Bild 2) können die Kräfte Ho und Hu als zwei mittig in einer Wandscheibe (= Fundamentplatte) angreifende Einzellasten angesehen werden. Da sie in unterschiedlichen Richtungen und Ebenen wirken, können sie bei der Bemessung getrennt betrachtet werden.

Horizontale Bewehrung
In der horizontalen Ebene kann die Lastabtragung für Ho durch das (in Bild 2) dargestellte Stabwerk modelliert werden. Grundlage dieser Annahme ist eine Analyse der Hauptspannungstrajektorien in [2] sowie eigene Untersuchungen mit Hilfe von FE-Berechnungen (MicroFe).

Ausgehend von der Neigung der resultierenden Betondruckkräfte mit

    Gleichung (2)

erhält man die Zugkräfte zu

    Gleichung (3a) und (3b)


Bei sehr schmalen Fundamenten mit d ≤ ds Geht die Glg.(3b) in

    Gleichung (3c)

über. In diesem Fall stimmt die Formel (3c) mit der Gleichung (5.3) in [6] überein.

Mit Hilfe der Gleichungen (3a) (3b) kann die jeweils erforderliche horizontale Bewehrung ermittelt werden zu

    Gleichung (4)


Gleichungen (2), (3a), (3b), (3c) und (4) Gleichungen (2), (3a), (3b), (3c) und (4)

Die Bewehrung As1 soll bei größerem Fundamentkörper im Abstand von 0,4 ds von der Becherwandung (siehe Bild 2) verteilt, angeordnet werden. Bei kleinem Wert von ds/kc (balkenartige Becherwand) sollte sie an der Außenseite der Becherwand konzentriert angeordnet werden. Für die Zwischenzustände kann die Bewehrung sinngemäß angeordnet werden. Die Bewehrung As2 ist hingegen stets im Nahbereich der Becherseitenwandung einzulegen. Auf der sicheren Seite liegend wird die oben ermittelte Bewehrung auch für unten (zur Aufnahme von Hu) gewählt. Die Bewehrung ist im unteren Bereich des Bechers einzulegen.




Literaturhinweise zum Artikel "Blockfundamente - Becherbemessung bei glatten Schalungen"

[1] F Leonhardt: Vorlesungen über Massivbau. Dritter Teil: Grundlagen zum Bewehren im Stahlbetonbau, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1983
[2] F. Leonhardt: Vorlesungen über Massivbau. Zweiter Teil: Sonderfälle der Bemessung im Stahlbetonbau, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1975
[3] G.W. Mainka und H. Paschen: Untersuchungen über das Tragverhalten von Köcherfundamenten. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton Heft 411, Beuth Verlag GmbH, Berlin und Köln 1990
[4] A. Steinle und V. Hahn: Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau. Beton-Kalender 1988, Teil 2, S. 343 513, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1988
[5] E. Kahlmeyer: Stahlbau nach DIN 18800 (11.90). Bemessung und Konstruktion, Träger - Stützen - Verbindungen, 3. Auflage, Werner-Verlag GmbH, Düsseldorf 1998
[6] E. Grasser und G. Thielen, Hilfsmittel zur Berechnung der Schnittgrößen und Formänderungen von Stahlbetontragwerken nach DIN 1045. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 240, 3. Auflage, Beuth Verlag GmbH, Berlin und Köln 1991

Quellen-und-Verweise  QUELLEN UND VERWEISE:
Teil 2 des Beitrags finden Sie hier
Massivbau Blockfundamente Becherbemessung Schalungen glatte Köcher Baupraxis Konstruktion Stütze Bau Statik 8.6 S535 Lastabtragung Kräfteübertragung N M H Schnittgrößen Wandscheibe Platte Stabwerk FE Berechnunhen Untersuchungen Hauptspannungstrajektoren Analyse Weimin Cheng Massivbau Massivbau https://www.bauingenieur24.de/fachbeitraege/massivbau/blockfundamente-becherbemessung-bei-glatten-schalungen-teil-1-2/475.htm 921 de-DE
Kurz-Link  Kurz-Link zu diesem Beitrag:
https://www.bauingenieur24.de/url/700/475